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前言

繁星似锦,天回北斗,盛夏朔月,野草连天,多少孩童对北斗七星的初见都是在这样一个夜晚发生的?

“复移小凳扶窗立,教识中天北斗星”。

北斗七星是最容易辨认的星群之一,它由七颗星组成,位于北半球天空,形状像古代舀酒的斗。其中斗身由四颗星组成,古代称为“魁”;斗柄由三颗星组成,古代称为“杓”。如今正值昼长夜短的夏季,入夜群星初现时,北斗星总是出现在日落方向偏右的高空处。

北斗七星在未来将不复存在吗
图 1: 北斗七星

北斗七星最著名的作用是寻找北极星 —— 地球北极指向的恒星,以此指明方向。北极星(几乎)位于天上同一个地方,嵬然不动,其他星辰围绕它转动。从而,找到北极星就可以确定哪个方向是北方。将北斗七星斗身的前两颗星相连,并向斗口方向延伸约 5 倍,便可以找到北极星。我国自主研发的北斗卫星导航系统,也沿用了这一寓意,古有北斗七星辨明方向,今有北斗卫星定位九州。

北斗七星在未来将不复存在吗
图 2:北斗七星于北极星

夜空也有“熊”出没

在我国,北斗七星从斗身到斗柄依次称为“天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光(瑶光)”。天枢、天璇、天玑、天权组成斗身,玉衡、开阳、摇光组成斗柄。古时,北斗七星又分别称为“贪狼、巨门、禄存、文曲、廉贞、武曲、破军”。

北斗七星在未来将不复存在吗
图 3:北斗七星的名字

在西方的星座体系中,北斗七星是大熊星座的一部分,是“熊”的尾部。七颗星从斗身到斗柄依次命名为大熊座 α、大熊座 β、大熊座 γ、大熊座 δ、大熊座 ε、大熊座 ζ、大熊座 η。

北斗七星在未来将不复存在吗
图 4: 大熊星座

有趣的是,北极星所在的星座 —— 小熊星座,长得非常像北斗七星,有时也被称为“小北斗”。其中斗柄最末端的就是现在的北极星。

北斗七星在未来将不复存在吗
图 5: 小熊星座(小北斗)

可惜,如此美妙的北斗最终会败给岁月,不再拥有“斗”的形状。想究其原因,我们需要了解北斗七星的前世今生。

北斗七星的过去和未来

一般而言,同一星座中的星往往只是看起来像“邻居”,实际上很可能相距甚远。奇妙的是,北斗中的星有着相当紧密的“亲缘关系”。除了位于北斗两端的天枢和摇光外,其余五颗星与我们的距离都是八十多光年,这说明它们的实际距离(在天文学的意义上)也是比较近的!此外在 1869 年,英国天文学家理查德・普罗克特发现,北斗的这五颗星向着几乎同样的方向、以几乎同样的速度在移动。可见它们不仅距离较近,而且关系非同一般。

1960 年,美国天文学家奥林・艾根提出移动星群的概念,指代一系列年龄相仿、化学成分相似、距离和运动情况相近的恒星。而北斗中的五颗星隶属于距离太阳系最近的移动星群 ——“大熊座移动星群”。

北斗七星在未来将不复存在吗
图 6:大熊座移动星群的部分区域

大熊座移动星群是怎么形成的?这些恒星为什么会有这么多相似之处?根据对恒星寿命的计算,天文学家认为大熊座移动星群曾经是一个疏散星团,大概在 5 亿年前形成于一个原始星云中。星云由宇宙尘、氢气、氦气等组成,它们的集体运动、引力、磁场等维持着微妙的平衡。这种平衡很容易被外界的扰动(如超新星爆发)所破坏,导致星云某些区域的密度出现较大的不均匀性。由于引力的作用,其中一些密度高的地方开始聚集、坍塌,最终形成一系列恒星。也就是说,这些恒星都是诞生于同一个星云的“兄弟”,有相同的形成原因,诞生时间十分相近;它们的化学成分和运动继承自星云,所以也非常相似。

北斗七星在未来将不复存在吗
图 7:欧米加星云

这些恒星之间距离较近,可以通过引力相互束缚,形成一个恒星集团,简称“星团”。其中,疏散星团是一类组织较松散的星团,金牛座中著名的昴星团和毕星团就属于疏散星团。这种星团中的恒星距离不算特别近,相互之间引力较弱,星云或其他星团的引力都很容易使其中的成员脱离组织,不再相互束缚,只是仍保持相似的运动方向和速度。至此,疏散星团瓦解,成为移动星群。

北斗七星在未来将不复存在吗
图 8:昴星团

可见,北斗中的五颗星才是真正的“兄弟”,而天枢和摇光与它们出身不同,不是“一条心”。天枢、摇光的运动方向和其余五星几乎相反,因此在遥远的未来,随着七星的移动,北斗的形状将会发生改变 —— 天枢穿过天璇与天玑连线的延长线,“斗”的形状将不复存在,“北斗连珠悬倒匙”的描述也不再适用。不过对于地球上的生物而言,这个过程需要的时间很长很长,大约需要十万年,大家不必过于担心~

北斗七星在未来将不复存在吗
图 9:北斗七星未来的变化

后记

千年以来,天空中的一些图案一直在被观察并被神化着。

夜空中可以看到各种各样的天体:著名的行星、稀疏的星云、遥远的星系,以及彗星和流星等短暂的来客。

北斗七星凭借其独特的形状和定方向的重要作用,从古至今都备受重视、为人称道。在传说、占星术中,北斗七星成为了自然法则、天地秩序的代表符号,带给了人们无限的遐想,直至今日的影视作品、游戏中也时常能看到北斗七星的名字,可见其影响深远;在天文学中,北斗七星更是为人类探索宇宙、研究恒星形成、星团、星群等提供了不可或缺的帮助。

夏夜的天空,星罗云布;星矢的故事,恒河数沙。如遇一个闲适的朗夜,请抬头看看吧!

天空对所有人敞开。它就在你身边,却代表了无比幽远的时空。仰望是多么简单的动作,却能让我们唤醒最深处的想象力,同时也让我们凝神静思。

——《裸眼观星》

本文来自微信公众号:微信公众号(ID:null),作者:西泷

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